В тази статия ще разгледаме материал за производството на ръкавици, с които можете да контролирате различни устройства. Авторът на материала ще ни запознае с теорията и ще покаже на практика как да се направи такова устройство. Този материал е по-вероятно образователен и се надявам да е полезен за деца и възрастни. На децата - да събуди интерес към физиката, електроника, възрастни - да напомнят някакъв материал от курс по физика.
Направи дистанционно управление IRglove. Свързвайки два върха на пръста, можете да изпратите сигнал до устройството с помощта на инфрачервен предавател. IRglove използва принципа на предаване на контролни сигнали през невидими дължини на вълната (в инфрачервения диапазон), за да позволи на устройството да се движи или върти. От статията ще научите как да внедрите оптоелектронни компоненти и да ги управлявате с помощта на микроконтролер.
Инструменти и материали:
-IR предавател;
-IR приемник;
-Връзка за акумулатора;
- Arduino Uno;
-Tranzistor;
- Резистори 330 ома и 10 ома;
-Maketnaya борда;
- 9V батерия;
-Gloves;
- велкро;
-Лазерна резачка;
-Поядащо желязо;
-Компютър за програмиране на Arduino;
-Лесен пистолет;
-Шевни игли;
-Проводима нишка;
Първа стъпка: Теория
Светлината е електромагнитно излъчване. И едно от най-важните свойства на електромагнитното излъчване е дължината на вълната.
Всяка вълна има специфична форма и дължина. Разстоянието между върховете (високи точки) се нарича дължина на вълната. Разликата в дължината на вълната е как различаваме различните видове електромагнитна енергия. Дължината на вълната обикновено се обозначава с гръцката буква lambda (λ).
Електромагнитният спектър е събирателен термин за всички известни честоти и свързаните с тях дължини на вълните на известни фотони (електромагнитно излъчване).
Радио вълни: 104 км> λ> 1 m
Радио вълните се използват за предаване на данни чрез модулация. Например: телевизия, мобилни телефони, безжични мрежи и любителско радио използват радиовълни.
Микровълни: 1 m> λ> 1 mm
Микровълните се абсорбират от молекули, които имат диполен момент в течностите. В микровълнова фурна този ефект се използва за загряване на храна.
Инфрачервени вълни: 1 mm> λ> 780 nm.
Далечен инфрачервен лъч: (1 mm - 10 μm): използва се в астрономията.
Средно инфрачервено: (10 µm - 2,5 µm): Горещите обекти могат да излъчват силно в този диапазон. Близо инфрачервено: (2,5 µm - 780 nm): Използва се в сензори за изображения за инфрачервена фотография.
Видима светлина: 780 nm> λ> 380 nm.
Видимата светлина включва всички цветове, които можем да видим с човешкото око. Гамата от цветове е между червено (700 nm) и синьо (400 nm).
Ултравиолетови вълни: 380 nm> λ> 10 nm
Слънцето излъчва големи ултравиолетови лъчения, които потенциално могат да унищожат по-голямата част от живота на Земята.
Рентгенови лъчи: 10 nm> λ> 1 pm.
Рентгеновите лъчи могат да взаимодействат с материята. Едно от забележителните приложения е диагностичната рентгенография в медицината.
Гама лъчи: λ <1pm.
Това са най-енергийните фотони. Те се използват в медицината за лъчева терапия на рак.
В контекста на статията се интересуваме от инфрачервения диапазон. Инфрачервената светлина е електромагнитна вълна, която не се вижда от човешкото око, но някои животни, като змии, съсредоточавайки се върху нея, оценяват местоположението и разстоянието за плячка.
Всичко с температура над -268 ° C излъчва инфрачервено лъчение, а дължината на вълната зависи от температурата. Слънцето излъчва половината от общата си енергия под формата на инфрачервено лъчение, а по-голямата част от видимата светлина се абсорбира и предава под формата на инфрачервено лъчение.
Важното е, че инфрачервеното лъчение не влияе неблагоприятно на здравето ни.
Инфрачервената светлина има много приложения.
Инфрачервената камера може да открие топлината на предмети или тела. Използва се например за откриване на топлинна загуба в къща. Камерата се използва и във ветеринарната медицина за откриване на болни области от тялото на животното.
Търсенето на изчезнали хора през нощта, защитата на обекти, метеорологичните и астрологични наблюдения и дори превключването на телевизионни канали, всичко това не става без инфрачервения диапазон.
Стъпка втора: подготовка на ръкавици
Проводимата нишка трябва да бъде пришита върху върховете на пръстите на ръкавицата. Ако след това поставите единия пръст на другия, веригата се затваря и се изпраща инфрачервен сигнал. Всъщност това е електрически превключвател.
Дължината на конеца трябва да бъде най-малко два пъти по-голяма от дължината от върха на пръста до китката. Не изрязвайте началото на нишката.
Зашийте нишката по горната част на ръкавицата до китката. Оставете поне 5 см конец на китката си. Направете го за всичките 5 пръста. Уверете се, че проводниците на различни пръсти не се допират един до друг, в противен случай това ще доведе до късо съединение.
Бутоните са готови. Но за да изпратим сигнал се нуждаем от инфрачервен излъчвател. Този IR предавател трябва да се вижда в положение на ръкавици. Най-лесното място е в горната част на кокалчетата.
Издърпайте краката на IR излъчвателя през ръкавицата. Направете това на гърба на ръката си, на нивото на кокалчетата. Огънете краката на IR излъчвателя с клещи, за да направите куки. Не забравяйте къде е дългият и къде е късият крак.
Закрепете проводящата нишка (две отделни парчета) на двата крака (майсторът просто завързва конеца в края на крака и го увива няколко пъти). След това трябва да мигате ръкавицата с конец към китката. В края трябва да има поне 5 см конец.
Подгответе седем електрически проводника с дължина около 20 см. 1 за палеца, 4 за другите пръсти, 1 за дългия крак на IR излъчвателя и 1 за късия крак на IR излъчвателя. Съблечете всички проводници в двата края. За предпочитане се използват проводници в различни цветове.
Сега трябва да свържете проводниците към краищата на нишките и да изолирате ставите с топлинна тръба.
Стъпка трета: Схема на свързване
Следвайте схемите на свързване, за да свържете всички компоненти един към друг.
Закрепете проводниците, идващи от пръстите в Arduino. Четири проводника, започващи с четири пръста, освен големия, са свързани към 8, 9, 10, 11 ардуинови щифта.
Инсталирайте IR приемника, транзистора и резисторите на дънната платка, както е показано на схемата на свързване. Транзисторът е проектиран главно за усилване или превключване на електронни сигнали. Като цяло има три крака. Усиленият сигнал се подава към емитер Е, усилваният сигнал може да бъде извлечен от колектор С, а третата връзка е обща за двата сигнала, база В.Транзисторният колектор трябва да бъде свързан последователно към резистор 330 ома. Тогава резисторът трябва да бъде свързан последователно към IR излъчвателя. Свържете IR излъчвателя колектор (къс крак) към резистора.
След това свържете основата на транзистора към резистор 330 ома. Свържете другата страна на резистора към D3 щифта на Arduino.
Изходът на излъчвателите на транзистора трябва да бъде заземен. Следващата стъпка е правилното свързване на IR приемника. IR приемникът има плоска страна и изпъкнала страна. Когато изпъкналата страна е обърната нагоре, средният крак трябва да бъде свързан с GND, левият крак е изходът, OUT, а десният крак е Vs. Свържете проводника към OUT терминала на IR приемника, който ще бъде свързан към D2 терминала на Arduino.
Свържете проводника към GND терминала на IR приемника, който ще бъде свързан към GND Arduino щифта. Свържете проводника към Vs крака на IR приемника, който ще бъде свързан към 5-волтовия изход на Arduino.
Четвърта стъпка: Arduino
Направете корпус за Arduino с лазерен резач. Файлът може да бъде изтеглен по-долу.
gloveIR.svg
Залепете страните и дъното заедно. Инсталирайте Arduino и дъската в шасито. Поставете свързващите щифтове в предвидените отвори в капака на кутията. Поставете щифтовете на правилния Arduino I / O. Сменете капака.
Изрежете парче велкро с дължина, равна на диаметъра на китката. Закрепете калъфа с велкро през предоставените отвори. Сложете ръкавица и гривна на ръка.
Батерията се инсталира отделно, също с велкро.
Пета стъпка: Програмиране
Програмирането не работи с версия 1.8.7 arduino поради вътрешна грешка.
Изтеглете програмата на Arduino на вашия компютър. Arduino е с отворен код и може да бъде изтеглен безплатно на този линк: https://www.arduino.cc/en/Main/Software, С Arduino Uno и тази програма можете да създадете много системи.
За да използвате програмата за IRglove, първо трябва да инсталирате IR Library.
- Посетете страницата на IRLib2 в GitHub.
-Изберете "изтегляне на ZIP" или просто щракнете върху това връзката.
- Разархивирайте ZIP файла след изтеглянето.
-File „IRLib2-master“ съдържа 5 отделни файла. Това е така, защото тази библиотека е сбор от 5 библиотеки, които работят заедно.
- Направете копие на всичките 5 файла във файл на библиотека на Arduino до други библиотеки на Arduino. Това ще намерите най-вече във вашия файл: начало / Документи / Ардуино / Библиотеки. Библиотеките не могат да бъдат инсталирани до самото приложение Arduino.
-Рестартиране на Arduino IDE.
Свържете вашия Arduino към компютъра. Изберете правилната папка: „Arduino / Genuino Uno“. И след това изберете правилния „Порт“.
Изтеглете програмата GloveIR_phablabs (При условие) на Arduino. Ще се отворят 2 раздела: GloveIR и EEPROMAnything.h.
Изберете устройство за дистанционно управление (работещо с IR), което искате да управлявате с вашата IR ръкавица. Можете да зададете 4 отбора. Отворете серийния монитор Arduino, като кликнете върху лупата в горния десен ъгъл.
Въведете първото число „0“ и след това натиснете бутона (свържете палеца си и всеки друг пръст) на дистанционното управление. Появява се съобщение, което показва, че е получен сигнал. На следващо място, трябва да направите същата операция и за останалите пръсти, но да ги посочите като 1, 2, 3.
Сега тези команди се разпознават от Arduino. Свържете батерията към вашия Arduino, преди да изключите Arduino от компютъра.
Сега, като свържете предавателя към приемника и свържете последния с устройството, можете да го управлявате с ръкавица.
Кодът може да бъде изтеглен по-долу.
GloveIR_phablabs.zip
